利用光移動微小元件
- 上線日期：2008/12/25 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國工程師證實，光所產生的力可以用來控制奈米機件，這個新發現結合了奈米光電和奈米力學這兩個新興領域，讓光學和機械元件同造在一塊片矽晶片的夢想不再遙遠，有助於發展奈米級光電迴路所構成的全光學(all-optical)元件。
目前，光產生的力最常應用在名為光鑷夾(optical tweezer)的實驗技術上，此方法是將微米級的物體束縛在雷射光的焦點附近，因此能透過光的作用揀選物體並移動到其他位置。最近耶魯大學的Hong Tang等人進一步推廣這個概念，證明了可以利用光的作用力去移動一整個半導體元件。
研究人員發現，當他們讓匯聚的光通過獨立的奈米光電共振器時，共振器會開始彎曲，而測量共振器和下方基板間耦合的變化，便可得知光的作用力大小。此力最高可達8 pN，對於移動晶片上的奈米機件綽綽有餘了。
此方法所產生的作用力方向其實是垂直光的行進方向，而先前提到的光鑷夾中光的作用力則是平行光行進方向。這項技術的登場，意味著空腔或反射鏡等不易與晶片系統整合的零件可以退場了。更重要的是，此力作用迅速，因此能讓奈米機件在相當高的頻率下運作，或許可以突破十億赫茲的里程碑。
與其他常用來啟動奈米元件的作用力如靜電力、磁力相較，光作用力的強度差不多大，而且不需要外加場。這也意味著在不久的將來就有可能整合光感測與致動系統，開發出節能的完全奈米光機電元件。詳見Nature 456, p.480 (2008)。
原始網站: http://physicsworld.com/cws/article/news/36823
譯者:蘇士煒(清華大學物理系)
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